Questão 1. A capsaicina é um alcaloide lipofilico, incolor e inodoro, com fórmula molecular \mathrm{C}_{18} \mathrm{H}_{27} \mathrm{NO}_{3}, sendo o componente ativo responsável pela picância e sensação de calor das pimentas do gênero Capsicum. Ela se liga ao receptor TRPV1, simulando calor extremo e ativando propriedades analgésicas e anti-inflamatórias. Com base nas características apresentadas a seguir, apresente uma estrutura para a molécula em questão.
I. Tem cadeia mista com um grupo amida de cadeia principal aberta com 9 carbonos, ramificação metil no penúltimo e insaturação \omega-3.
II. Tem uma N-ramificação benzil com dois substituintes em meta e para.
III. O grupo metileno está em posição para de uma hidroxila fenólica.
IV. Um grupo alcóxi está em posição orto da hidroxila fenólica.

Passo 1

O enunciado pede que eu apresente uma estrutura para a molécula descrita (já fornece a fórmula molecular \mathrm{C}_{18}\mathrm{H}_{27}\mathrm{NO}_3) e lista quatro características específicas. Vou extrair e listar claramente essas informações relevantes (peguei tudo do enunciado):
  • Fórmula molecular: \mathrm{C}_{18}\mathrm{H}_{27}\mathrm{NO}_3.
  • I: Há uma cadeia principal aberta com um grupo amida e com \;9\; carbonos. Há uma ramificação metil no penúltimo carbono e uma insaturação do tipo \omega\!-\!3.
  • II: A N-ramificação é benzílica (ou seja, a amida é N-substituída por um grupo benzil) e esse anel benzênico tem dois substituintes, um em posição meta e outro em posição para.
  • III: O grupo metileno do benzil ( -\mathrm{CH}_2-) está em posição para de uma hidroxila fenólica (ou seja, o -\mathrm{CH}_2- está no carbono do anel que é para à -\mathrm{OH}).
  • IV: Há um grupo alcóxi em posição orto da hidroxila fenólica (ou seja, a hidroxila e o alcóxi são vizinhos orto no anel).

Passo 2

Interpretando a informação da cadeia amida (item I) de forma didática:
  • “Cadeia principal aberta com \;9\; carbonos” significa que a porção acila da amida é derivada de um ácido ou cadeia nonânica: isto é, um fragmento do tipo nonanamida / nonan-amida (cadeia de 9 carbonos).
  • “Ramificação metil no penúltimo”: o penúltimo carbono de uma cadeia de 9 carbonos é o carbono \;8 (se numerarmos a partir do carbono carbonílico da amida como \;1). Logo o metil está em \;C_8.
  • "Insaturação \omega\!-\!3": a nomenclatura \omega conta a partir da extremidade metílica (o carbono terminal). Para uma cadeia de comprimento n a ligação dupla \omega\!-\!3 fica entre os carbonos \;n-3 e \;n-2. Aqui n=9, logo n-3 = 9-3 = 6.Portanto a dupla fica entre \;C_6 e \;C_7 (contando o \mathrm{C}= \mathrm{O} como \;C_1). Resumo: cadeia acílica com esqueleto \mathrm{C_1(=O)-C_2-\cdots-C_9}, dupla em \;C_6\!-\!C_7 e metil em \;C_8.
Explicando de forma prática: a parte acila (ligada ao N da amida) tem a sequência
\mathrm{CO-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH=CH-CH(CH_3)-CH_3},
que é uma descrição explícita, carbono a carbono, do fragmento non-6-en-8-metil (a contagem começa no carbonila).

Passo 3

Agora ensino como montar a porção amida a partir do que deduzimos:
  • A ligação amida é -\mathrm{CO}-\mathrm{NH}-, ou seja, o nitrogênio da amida conecta a porção acílica acima ao substituinte N-ramificado (o benzil).
  • Nomeando apenas a parte acila (útil na prova): a cadeia é uma non-6-enila com metil em \;C_8, que se pode chamar de “8-metyl-non-6-enoyl” no sentido acilo; como parte de uma amida, no nome final aparece como “8-methylnon-6-enamide” (mantendo a ideia: amida derivada de non-6-enoico, com metil em C8).
Dica prática para a prova: desenhe a cadeia como uma linha com \;9\; carbonos, marque a dupla na 3ª contagem a partir da extremidade metílica (omega-3) e coloque o metil no penúltimo carbono — fica bem visual e rápido.

Passo 4

Interpretando a N-ramificação benzílica (itens II–IV) e o que isso implica sobre o anel aromático:
  • “N-ramificação benzil” significa que ao nitrogênio da amida está ligado um grupo -\mathrm{CH}_2--fenila, ou seja, -\mathrm{CH}_2\mathrm{Ar}.
  • “Dois substituintes em meta e para” + “o grupo metileno está em posição para de uma hidroxila fenólica” + “um alcóxi em posição orto da hidroxila” descrevem exatamente o grupo chamado vanilila/vanillyl: um anel benzênico com
    • uma -\mathrm{OH} em posição para ao -\mathrm{CH}_2 (ou seja, -\mathrm{CH}_2 e -\mathrm{OH} são para um ao outro),
    • um -\mathrm{OAlquilo} (alcóxi; na molécula natural é -\mathrm{OCH}_3, metoxi) em posição orto à -\mathrm{OH},
    • e portanto a outra posição substituída é a meta relativa à -\mathrm{CH}_2 (que no caso concreto corresponde à metoxi em orto e hidroxila em para do metileno).
  • Em linguagem corrente do campo: isso é o anel vanilílico, com substituições em 3 (metoxi) e 4 (hidroxila) se numerarmos o anel contando o carbono do -\mathrm{CH}_2 como \;C_1. Assim o substituinte ligado ao nitrogênio é \; \text{4-hydroxy-3-methoxybenzyl}.
Pequena aula de posições no anel (pra lembrar na prova): dado um substituinte de referência, o átomo “orto” é vizinho (posição \;2 ou \;6), “meta” é separado por um carbono (posição \;3 ou \;5) e “para” é oposto (posição \;4). Aqui o -\mathrm{CH}_2 fica para à -\mathrm{OH}, e o -\mathrm{OCH}_3 fica orto à -\mathrm{OH}.

Passo 5

Agora junto tudo: a amida liga a cadeia acílica nonenil (com dupla em \;6\!-\!7 e metil em \;8) ao nitrogênio, e o nitrogênio está substituído por um grupo benzil vanilílico ( \;4-hidroxi- 3-metoxi-benzil).
  • Nome sistemático prático (usado para capsaicina natural, que é a forma trans): (E)-N-(4-hydroxy-3-methoxybenzyl)-8-methylnon-6-enamide.
  • Em fragmento esquemático (linha por linha) a conectividade é: \mathrm{HO\!-\!C_6H_3(OCH_3)\!-\!CH_2\!-\!NH\!-\!CO\!-\!(CH_2)_4\!-\!CH\!=\!CH\!-\!CH(CH_3)\!-\!CH_3}.
Comentário amigo: se esse nome parecer formal demais, lembra rápido: é a amida entre o grupo vanilil (análogo à vanilina: -\mathrm{OH} em para e -\mathrm{OCH}_3 em orto) e uma cadeia nãoena com um metil quase no final e uma dupla \omega\!-\!3. Isso é exatamente a estrutura da capsaicina (a molécula responsável pela ardência).

Passo 6

Resumo final e verificação rápida contra a fórmula: contando os átomos da estrutura proposta obtém-se a fórmula \mathrm{C}_{18}\mathrm{H}_{27}\mathrm{NO}_3 indicada no enunciado (anel aromático + grupo metoxi e hidroxila + benzil + grupo amida + cadeia nonenila com uma ramificação metil e uma dupla). Portanto a estrutura é consistente com todos os quatro itens dados.

Resposta

(E)-N-(4-hydroxy-3-methoxybenzyl)-8-methylnon-6-enamide
\displaystyle \mathrm{HO\!-\!C_6H_3(OCH_3)\!-\!CH_2\!-\!NH\!-\!CO\!-\!(CH_2)_4\!-\!CH\!=\!CH\!-\!CH(CH_3)\!-\!CH_3}

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